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什么是摩尔& # 039;s定律?摩尔& # 039;s定律指的是一个IC可以容纳的晶体管数量,每18个月就会翻倍,性能也会翻倍。摩尔& # 039;这一定律是英特尔公司名誉董事长戈登摩尔经过长期观察发现的。以下是边肖收集整理的管理知识。让& # 039;让我们看一看!

摩尔概述& # 039;s定律

摩尔& # 039;s定律指的是一个IC可以容纳的晶体管数量,每18个月就会翻倍,性能也会翻倍。摩尔& # 039;这一定律是英特尔公司名誉董事长戈登摩尔经过长期观察发现的。

计算机第一定律——摩尔& # 039;法律摩尔& # 039;1965年,戈登摩尔准备了一份关于计算机内存发展趋势的报告。他整理了一份观察文件。当他开始画数据时,他发现了一个惊人的趋势。每个新芯片的容量大约是前一个芯片的两倍,并且每个芯片都是在前一个芯片生产出来后的18-24个月内生产的。如果这种趋势持续下去,计算能力将随时间呈指数级增长。摩尔& # 039;的观测数据,现在叫做摩尔& # 039;的定律,解释了延续至今的趋势,仍然极其准确。我们还发现,这不仅适用于内存芯片的描述,也准确地说明了处理器容量和磁盘驱动器存储容量的发展。这个规律已经成为很多行业业绩预测的基础。26年间,芯片上的晶体管数量增加了3200多倍,从1971年推出的第一批4004个中的2300个增加到奔腾II处理器的750万个。

由于高纯硅的独特性,集成度越高,晶体管就越便宜,这就产生了摩尔& # 039;的法律。在20世纪60年代初,一个晶体管的成本约为10美元,但随着晶体管越来越小,当一根头发可以放置1000个晶体管时,每个晶体管的价格仅为千分之一美分。据相关统计,按照10万次乘法的价格,IBM704电脑一美元,IBM709电脑降为20美分,IBM在60年代中期耗资50亿开发的IBM360系统电脑变成3.5美分。

后来人们总结了一下,主要包括以下三个版本:

1.IC芯片上的集成电路数量每18个月翻一番。

2.微处理器的性能每18个月翻一番,同时价格也翻一番。

3.一美元可以买到的电脑性能每18个月翻两番。

上述说法中,第一种说法最常见,第二种和第三种说法涉及价格因素,其本质是一样的。虽然三种说法各有千秋,但有一点是不同的,那就是& # 039;翻倍& # 039;是18个月。至于& quot加倍& quot(或翻两番),无论是& quot集成电路芯片上集成电路的数量& quot,整个& quot计算机性能& quot或者& quot一美元可以买到的性能& quot是见仁见智的问题。

摩尔& # 039;美国法律课程

摩尔& # 039;法律生成

摩尔& # 039;美国法律是戈登摩尔,英特尔公司的创始人之一,著名的芯片制造商。从20世纪50年代末到50年代初半导体制造业的快速发展导致了摩尔& # 039;的法律。

早在1959年,美国著名半导体制造商Fairchild首先推出平面晶体管,随后在1961年推出平面集成电路。这种平面制造工艺使用所谓的& quot光刻术& quot在抛光硅片上形成二极管、三极管、电阻和电容等半导体电路元件的技术。只要精度达到& # 039;平版印刷& # 039;是不断改进的,元件密度也会相应增加,所以有很大的发展潜力。因此,平面技术被视为整个半导体产业的关键,是摩尔& # 039;的法律。

1965年4月19日,时任研发总监的摩尔。飞兆半导体公司d实验室应邀为《电子学》杂志35周年特刊撰写观察评论报告,题目:& # 039;让IC填充更多组件& # 039;摩尔应本刊要求预测了未来十年半导体元器件行业的发展趋势。根据他的计算,到1975年,在一块面积只有四分之一平方英寸的硅片上密集封装65000个元件将成为可能。他是基于器件的复杂程度(电路密度的增加和价格的降低)与时间的线性关系做出这个推论的。他的原话如下:& # 039;最低组件价格的复杂性每年大约翻一番。可以肯定的是,短期内这种增速还会持续。如果不是更快。从长期来看,增长率应该会略有波动,尽管有充分的理由证明,至少在未来十年内,增长率将几乎保持不变。这就是后来被称为摩尔& # 039;的法律。

摩尔& # 039;s定律校正

1975;摩尔在国际电信联盟IEEE年度学术会议上发表了一篇论文。根据当时的实际情况,增长率& # 039;密度每年翻倍& # 039;被重新审查和修订。根据摩尔& # 039;在1997年9月接受一名编辑(科学美国人)采访时,他改变了& # 039;每年翻一番& # 039;去& # 039;每两年翻一番& # 039;并宣称他从未说过& # 039;每18个月翻一番& # 039;

然而,据一些网络媒体报道,在摩尔& # 039;的论文发表后,有人把他的预测修改为& # 039;半导体集成电路的密度或容量将每18个月翻一番,或每3年翻两番& # 039;甚至有人列出了以下数学公式:(每芯片电路增长倍数)=2(年份-1975)/1.5。这句话后来成了& # 039;共识& # 039;许多人,它一直流传至今。摩尔& # 039;的声音,不管是原来的& # 039;每年翻一番& # 039;还是后来修订的& # 039;每两年翻一番& # 039;被淹没了,现在很少有人知道了。

历史给人们开了一个大玩笑:事实证明,摩尔& # 039;目前广为流传的摩尔定律不是摩尔& # 039;s自己的说法!

摩尔& # 039;s定律

是摩尔& # 039;s定律准确与否?让& # 039;让我们先来看一些具体的数据。1975年,一种新的带有电荷预充电装置的存储芯片确实包含了近65000个元素,这与Moore & # 039十年前的预测!根据英特尔公布的统计数据,单个芯片上的晶体管数量从1971年4004处理器上的2300个增加到1997年奔腾II处理器上的750万个,26年增长了3200倍。我们不妨做一个简单的验证:根据摩尔& # 039;s自己预测的每两年翻一番,26年应该包括13个翻一番的周期,每个周期后芯片上集成的元器件数量应该增加2n倍(0n12)。然后到第13个周期,也就是26年后,组件数量应该增加212=4096倍。作为对发展趋势的预测,这是符合实际的。如果像别人说的翻倍周期是18个月,两者差别很大。可以看出,从长远来看,摩尔& # 039;s自己的说法更接近现实。

一些人也检验了摩尔& # 039;s定律从个人电脑(PC)的三要素:——微处理器芯片、半导体存储器和系统软件。至于微处理器,从1979年的8086、8088到1982年的80286,1985年的80386,1993年的80486,1997年的PentiumPro,1997年的PentiumII,功能越来越强,价格越来越低。每一次更新都是摩尔& # 039;的法律。同时PC的内存容量从480k扩展到8M和16M,更符合Moore & # 039的法律。在系统软件方面,由于存储容量的限制,早期计算机中系统软件的规模和功能都受到了很大的限制。根据Moore & # 039s定律,系统软件不再局限于狭小的空间,它所包含的程序代码行数也急剧增加:1975年,Basic的源代码只有4000行,20年后,增加到50万行左右。微软& # 039;美国文字处理软件Word,1982年第一版包含27000行代码,20年后增加到约200万行。绘制其发展速度曲线后发现,软件规模和复杂度的增长速度甚至超过了摩尔& # 039;的法律。另一方面,软件的发展增加了对处理器和存储芯片的需求,从而刺激了集成电路的更快发展。

这里应该指出的是,摩尔& # 039;s定律不是数学物理定律,而是对发展趋势的分析和预测。所以无论是书面表达还是定量计算,都要留有一定的余量。在这个意义上,摩尔& # 039;s的预测真的是相当准确和有价值的,这也是它得到业内人士认可并产生巨大反响的原因。

摩尔& # 039;s定律

摩尔& # 039;的定律导致许多人模仿它的表达方式,从而衍生和复制各种版本的摩尔& # 039;的法律,包括:

摩尔& # 039;第二定律:摩尔& # 039;s定律陈述了集成电路芯片的性能在过去的30年里有了很大的提高;另一方面,英特尔高管开始注意到芯片制造商的成本也在相应增加。1995年,英特尔董事长罗伯特诺伊斯预言,摩尔& # 039;美国的法律会受到经济因素的制约。同年,摩尔在《经济学家》杂志上写道:& # 039;我现在最担心的是成本的增加……这又是一条指数曲线& # 039;他的说法叫做摩尔& # 039;第二定律。

新摩尔& # 039;美国法律:近年来,术语& # 039;新摩尔& # 039;法律& # 039;已经出现在国内IT专业媒体上,指的是中国互联网主机数量和用户数量的增长率,每半年翻一番!专家预测,这种趋势将持续数年。

摩尔的末日& # 039;s定律

摩尔& # 039;美国的法律已经颁布了将近40年。看到半导体芯片制造技术水平以令人眩晕的速度提高,人们并不感到惊讶。目前,英特尔& # 039;s微处理器芯片奔腾4,主频2G(也就是12000M)。2011年将推出拥有10亿个晶体管、每秒1000亿条指令的芯片。人可以& # 039;我不禁要问:这种令人难以置信的发展速度会无限期地持续下去吗?不用复杂的逻辑推理,我们就可以知道,芯片上元件的几何尺寸永远不可能无限缩小,这意味着总有一天,芯片单位面积可以集成的元件数量会达到极限。唯一的问题是这个极限是什么,什么时候会达到。业内专家预测,未来几年芯片性能的增长速度将会放缓。一般来说,摩尔& # 039;美国的法律可以再适用10年左右。其制约因素是技术和经济。

从技术的角度来说,随着硅片上电路密度的增加,其复杂度和出错率都会成倍增加,完全测试芯片几乎是不可能的。一旦芯片上的线宽达到纳米级(10-9m),也只相当于几个分子的大小。在这种情况下,材料的物理和化学性质将发生质的变化,这将导致使用当前技术的半导体器件无法正常工作,而摩尔& # 039;美国的法律将会终结。

从经济角度来看,正如摩尔& # 039;美国第二定律,目前建一个芯片厂需要20-30亿美元。当线路尺寸缩小到0.1微米时,将飙升至100亿美元,比一座核电站的投资还大。付不起这个

然而,有些人从不同的角度看问题。美国CyberCash公司的总裁兼首席执行官齐丹林说:摩尔& # 039;定律遵循人类创造力的定律,而不是物理定律& quot。持类似观点的人也认为,摩尔& # 039;美国的法律实际上遵守人类信仰的法律。当人们相信一件事可以做的时候,他们会尽最大努力去实现它。当摩尔第一次提出他的观察报告时,他实际上给了人们一种信念,即他所预测的发展趋势将会继续。

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